Atome d'hydrogène retour à l'état fondamental des électrons

[Azerty7473]

Bonjour,

Désoler si cette question à déjà été poser ou si celle ci est stupide.

Je suis entrain d'essayer de mieux comprendre avec mes maigres moyens le fonctionnement du modèle de Bohr.

Voici mon soucis:
Les électrons doivent toujours à ce que j'ai compris retourner à leur état fondamental.

Suite à leur excitation on trouve trois séries: Lyman, Balmer et Pashen.

Dans celle de Lyman l'électron retourne à son état fondamentale mais pas dans les deux autres.

J'avoue ne pas saisir la raison théorique et les différences pratique entre ces trois expériences.

Merci d'avance pour votre éclairage
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[Sethy]

Dans celle de Lyman l'électron retourne à son état fondamentale mais pas dans les deux autres.

Disons qu'il s'arrête en chemin à un niveau intermédiaire mais qu'ensuite, au cours d'une seconde transition, il redescend au niveau fondamental.

Il faut savoir que certaines transitions sont interdites pour des raisons de symétries. Le passage par un état intermédiaire est parfois nécessaire.

[Azerty7473]

Merci pour votre aide

[albanxiii]

Bonjour,

Un rappel : l'atome d'hydrogène ne comporte qu'un seul électron (cf. le titre de ce fil).
Tant que j'y suis, je rappelle aussi que le modèle de Bohr a été abandonné il y a plus d'un siècle par les physiciens. Parmi les raisons il y a celle que vous posez ici. Ce modèle n'explique rien. Pour voir une description plus correcte de l'atome d'hydrogène, il faut étudier l'équation de Schrödinger et prendre en compte le spin de l'électron. Et même cette description n'est pas complète, car le spin apparait de façon ad-hoc. Pour une description encore plus complète, il faut étudier l'équation de Dirac.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Quelques compléments :

il faut étudier l'équation de Dirac.

Et parfois même aller encore plus loin.

Ainsi, si on désire calculer la durée (la demi-vie) d'un état excité ça n'a rien de facile.

Curieusement, c'est plus facile pour l'émission stimulée. On ajouter à l'hamiltonien le couplage au champ électromagnétique (que ce soit avec Schrödinger ou Dirac) et on obtient des solutions satisfaisantes.

Mais ça marche moins bien pour l'émission spontanée. Il faudrait résoudre l'équation de Schrödinger/Dirac dépendant du temps ce qui est ardu et les méthodes d'approximation donnent de mauvais résultats. Donc, la bonne manière de faire est de sortir la grosse artillerie : la théorie quantique des champs. Comme dans l'excellent livre "Photons et atomes" de Cohen-Tanoudji.

Pour en revenir au sujet initial. et la remarque de Sethy, expliquer l'intensité (ou l'absence) de certaines raies fut un gros problème de l'ancienne théorie de Bohr. Quelques points avaient pu être trouvés en utilisant des symétries comme la parité. Mais ce n'est qu'avec la mécanique quantique moderne que les règles de sélection ont réellement pu être établies. Un des livres où ces règles sont expliquées le plus en détail est le Landau et Lifschitz sur l'électrodynamique quantique.